根據溫度適應性調整電源電壓的電路系統及其操作方法
【技術領域】
[0001]本發明與電路系統相關，尤其是與電路系統內的元件適應性提供電源電壓的技術相關。
【背景技術】
[0002]壓控振蕩器是一個廣泛應用在多種電子系統中的重要元件。一般而言，經過一段使用時間后，電子產品的溫度會升高。環境溫度的上升將造成壓控振蕩器的輸出信號的振幅下降，進而使其相位噪聲(phase noise)表現變差。另一方面，壓控振蕩器于高溫時還存在有較不易起振的問題。針對上述問題，目前的解決方案大多是根據環境溫度適應性改變提供給壓控振蕩器的電源電流量。更明確地說，當環境溫度升高時，提供至壓控振蕩器的電源電流量也被增加，以期補償壓控振蕩器的輸出信號的振幅。
[0003]圖1呈現一種現行做法的示意圖。壓控振蕩器120的運作電力由電流源140供應。如本發明所屬技術領域中普通技術人員所知，電流源140為一正比于絕對溫度(proport1nal to absolute temperature, PTAT)電流源，其輸出電流 IPTAT 的大小正比于絕對溫度。圖1這種做法的缺點在于，為了盡量降低相位噪聲，電流源140中構成電流鏡的P型金氧半場效晶體管須被設計為具有相當大的尺寸，也就是占據相當大的芯片面積。
[0004]圖2呈現另一種現行做法的示意圖。壓控振蕩器220的運作電力由可編程電流源242供應，而控制電路244會根據熱感應器246檢測到的環境溫度信息決定可編程電流源242應輸出的電流量。實務上，控制電路244通常內建有一查找表，用以儲存溫度與電流量的對應關系。圖2這種做法的缺點之一是必須額外增設熱感應器246。缺點之二則是，當查找結果改變，須切換可編程電流源242內部開關以調整電流量時，電源電流的不連續變化可能會導致壓控振蕩器220的輸出頻率出現跳動。對于需保持穩定連線狀態的分頻雙工(frequency divis1n duplexing, FDD)系統或是需保持畫面穩定的電視調諧器(TV tuner)來說，頻率跳動是相當嚴重的問題。
[0005]圖3呈現又一種現行做法的示意圖。壓控振蕩器320的運作電力由可編程電流源342供應，而控制電路344會根據振幅檢測器346檢測到的信號振幅決定可編程電流源342應輸出的電流量。圖3這種做法的缺點之一是必須額外增設振幅檢測器346，缺點之二則是也可能出現頻率跳動的狀況。
[0006]以上三種已知技術的共通點在于根據環境溫度適應性改變提供給壓控振蕩器的電源電流量，但又各自存在缺點。
【發明內容】
[0007]根據本發明的一具體實施例為一種電路系統，其中包含一電流供應模塊、一電壓供應模塊及一壓控振蕩器。該電流供應模塊是用以提供隨著一環境溫度變化的一電流。該電壓供應模塊是用以接收該電流，并根據該電流產生一電源電壓。該壓控振蕩器接收該電源電壓，并根據該電源電壓產生一振蕩信號。其中該電流使該電源電壓隨溫度改變，以補償該振蕩信號的一振幅。
[0008]根據本發明的另一具體實施例為一種電路系統操作方法，包含以下步驟:(a)提供隨著一環境溫度變化的一電流；(b)根據該電流產生一電源電壓；以及(c)根據該電源電壓產生一振蕩信號。其中該電流使該電源電壓隨溫度改變，以補償該振蕩信號的一振幅。
【附圖說明】
[0009]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明，其中:
[0010]圖1?圖3是繪示已知的溫度補償技術的示意圖。
[0011]圖4為根據本發明的一實施例中的電路系統的功能方塊圖。
[0012]圖5A和圖5B呈現根據本發明的實施例中的電流供應模塊的詳細范例。
[0013]圖6A和圖6B呈現根據本發明的實施例中的電壓供應模塊的詳細范例。
[0014]圖7A?圖7D呈現根據本發明的實施例中的電壓-電壓轉換單元的詳細范例。
[0015]圖8為根據本發明的一實施例中的電路系統操作方法的流程圖。
[0016]圖中元件標號說明如下:
[0017]120、220、320:壓控振蕩器140:電流源
[0018]242、342:可編程電流源 244、344:控制電路
[0019]246:熱感應器346:振幅檢測器346
[0020]400:電路系統420:壓fe振湯器
[0021]440:電流供應模塊 440A:PTAT電流產生器
[0022]440B:無關溫度的電流產生器440C:加法器
[0023]440D:第一乘法器440E:第二乘法器
[0024]450:電路節點460:電壓供應模塊
[0025]460A:電流-電壓轉換單元 460B:電壓-電壓轉換單元
[0026]S810?S830:流程步驟
【具體實施方式】
[0027]在此需要先說明的是，此處所謂本發明一詞是用以指稱這些實施例所呈現的發明概念，但其涵蓋范圍并未受限于這些實施例本身。本發明的附圖包含呈現多種彼此關聯的功能性模塊的功能方塊圖。這些圖式并非細部電路圖，且其中的連接線僅用以表示信號流。功能性元件及/或程序間的多種互動關系不一定要通過直接的電性連結才能達成。此外，個別元件的功能不一定要如附圖中繪示的方式分配，且離散式的區塊不一定要以離散式的電子元件實現。
[0028]根據本發明的一具體實施例為一種電路系統，其功能方塊圖是繪示于圖4。電路系統400包含一電流供應模塊440、一電壓供應模塊460及一壓控振蕩器420。電流供應模塊440用以提供隨著一環境溫度變化的一電流ISUP。電壓供應模塊460耦接至電流供應模塊440，接收電流ISUP，并根據電流ISUP產生一電源電壓VSUP。壓控振蕩器420耦接至電壓供應模塊460,接收電源電壓VSUP,并根據電源電壓VSUP產生一振蕩信號。于此實施例中，電流供應模塊440產生的電流ISUP會隨著溫度的上升而增加，而電壓供應模塊460產生的電源電壓vsup也會相對應地隨著電流ISUP增加而提高。以下詳述各功能區塊的運作方式。
[0029]在電流供應模塊440中，電流ISUP與環境溫度的相對關系被設計為:令電源電壓VSUP能大致保持壓控振蕩器420的輸出信號的振幅不受環境溫度影響。實務上，電路設計者可根據壓控振蕩器420的振幅特性為電流供應模塊440決定電流ISUP與環境溫度的相對關系。易言之，本發明的范疇不限于特定電流ISUP與環境溫度相對關系。于一實施例中，電流供應模塊440包含一正比于絕對溫度(PTAT)電流產生器，用以產生一正比于絕對溫度電流，做為提供至電壓供應模塊460的電流ISUP。
[0030]于另一實施例中，如圖5A所示，電流供應模塊440包含一正比于絕對溫度(PTAT)電流產生器440A、一無關溫度的電流產生器440B與一加法器440C。PTAT電流產生器440A用以產生一正比于絕對溫度電流IPTAT。無關溫度的電流產生器440B是用以產生一無關溫度的電流1.正比于絕對溫度電流IPTAT和無關溫度的電流IB(；由加法器440C加成后，成為被提供至電壓供應模塊460的電流ISUP。在此，無關溫度的電流產生器440B所產生的無關溫度的電流IBe不隨溫度而改變，也就是說，無關溫度的電流1?；無論在任何溫度都會保持固定大小，因此其作用為在電流ISUP中加入一個